原油分析儀 原理 現場(chǎng)應用
原油再生產(chǎn)過(guò)程中，從油井中采出的原油是油、水、氣和含有其它雜質(zhì)成分的三相流體。由于工藝狀況的限制，經(jīng)罐油氣分離或脫水后的原油中仍含有不同程度的水和溶解氣或輕質(zhì)成分，在集輸過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節，原油含水、含氣都是隨時(shí)變化的，而且波動(dòng)較大，用定時(shí)取樣化驗原油含水率和容積式流量計進(jìn)行交接計量的方式，不能反映集輸過(guò)程中原油含水、含氣的瞬時(shí)變化，因此而產(chǎn)生的一些統計數據，如平均含水率、含氣率、產(chǎn)量等均不代表實(shí)際生產(chǎn)狀況，也無(wú)法解決因原油含水率、含氣率的波動(dòng)等因素所造成原油交接計量誤差大的問(wèn)題，經(jīng)常造成原油交接計量糾紛及人財物的浪費。為消除以上因素的影響，采用技術(shù)、精度高、質(zhì)量可靠的YSQF型原油含水含氣在線(xiàn)計量分析儀，實(shí)現了原油在集輸過(guò)程中含水率、含氣率、液量、油量、水量和油溫、油壓在線(xiàn)自動(dòng)檢測計量，有效地解決原油交接計量中存在的問(wèn)題。
原油含水含氣分析儀的原理及結構
YSQF型原油含水含氣在線(xiàn)計量分析儀是利用不同介質(zhì)對低能γ射線(xiàn)的吸收不同而研制的。放射性同位素放出低能的γ射線(xiàn)，當它穿過(guò)介質(zhì)時(shí)，其強度要衰減，且衰減的大小隨介質(zhì)的不同而不同，即取決于介質(zhì)對γ射線(xiàn)的質(zhì)量吸收系數和介質(zhì)的密度。對于多項介質(zhì)，介質(zhì)對γ射線(xiàn)的吸收而帶來(lái)的γ射線(xiàn)強度的變化除與介質(zhì)的種類(lèi)有關(guān)外，還與組成介質(zhì)的各種組份所占的比例有關(guān)。因此通過(guò)測量穿過(guò)介質(zhì)的γ射線(xiàn)的強度變化，來(lái)獲得一些重要信息，經(jīng)過(guò)對這些信息的科學(xué)合理的分析、處理與計算，便可得到組成介質(zhì)的各種組分的含量。在油田原油集輸計量中，可測量管道中原油的含水率、含氣率和含油率，再輸入流量計脈沖信息和溫度壓力信號，運用科學(xué)合理的計算公式和數學(xué)算法，經(jīng)計算機計算，便可測量集輸管道中原油含水率、含氣率、產(chǎn)液量、產(chǎn)油量、產(chǎn)水量、產(chǎn)氣量、油溫、油壓等統計數據的在線(xiàn)自動(dòng)檢測計量的生產(chǎn)報表，可利用網(wǎng)絡(luò )實(shí)現與計算機聯(lián)網(wǎng) 。
YSQF型原油含水分析儀Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三種型號，均由一次儀表和二次儀表構成。一次儀表包括測量管道、探測器和放射源。測量管道由鋼材加工而成，兩端焊有標準法蘭。探測器采用高性能的閃爍γ探測器，探測器與原油介質(zhì)采用高分子耐溫、耐壓材料隔離，并用高強度法蘭固定密封。探測器封裝在一密閉的鋼質(zhì)外套之內，兩端裝有防護套，電源和信號線(xiàn)通過(guò)防爆引線(xiàn)端子引出。放射源采用長(cháng)半衰期的低能γ射線(xiàn)源，它被密閉在具有良好防護措施的源室內，保證了測量管道外的射線(xiàn)計量遠遠低于國家劑量標準(約為本 底劑量)，對環(huán)境和工作人員無(wú)任何不良影響。
二次儀表有數字信號處理單元、模擬信號處理單元、計算機數據采集系統及有關(guān)外部設備組成，二次儀表所有部件全部上架安裝在標準工業(yè)機柜內，整機布局合理，美觀(guān)大方。
原油含水含氣分析儀的技術(shù)特點(diǎn)
YSQF型原油含水含氣分析儀與其它的含水含氣測量方法相比較，技術(shù)特點(diǎn)明顯：
(1) 技術(shù)。采用的核物理技術(shù)、核電子學(xué)技術(shù)和計算機技術(shù)，是核機電一體化的高科技術(shù)產(chǎn)品；
(2) 是一種非接觸自動(dòng)在線(xiàn)測量?jì)x表，自動(dòng)化程度高，測量對象多。采用了計算機技術(shù)，測量參數隨時(shí)間的變化一目了然；
(3) 測量精度高，由于γ射線(xiàn)和物質(zhì)相互作用的機理是γ射線(xiàn)直接作用于介質(zhì)的分子，故γ射線(xiàn)穿過(guò)原油介質(zhì)的徑向上的密度和成分比例的分布不同并不影響測量精度。
原油含水含氣分析的應用
隨著(zhù)石油系統經(jīng)濟體制改革的深入發(fā)展，采油企業(yè)內部原油生產(chǎn)交接計量管理已是更為重要。留二聯(lián)合站在擔負著(zhù)本采油隊原油產(chǎn)處理任務(wù)之外，還擔負著(zhù)留17站和留18站兩個(gè)采油隊進(jìn)站原油脫水及外輸任務(wù)。采用YSQF-I型原油含水含氣分析儀和腰輪流量計配套技術(shù)，解決了留17站和留18站兩個(gè)采油隊進(jìn) 站原油的交接計量問(wèn)題。
留二聯(lián)合站分隊計量工藝技術(shù)改造于1998年底完成，1999年3月對留二聯(lián)合站安裝的儀表進(jìn)行了調試，1999年4月1日開(kāi)始，一天錄取12個(gè)數據，儀器檢測和人工檢測要同時(shí)同步錄取數據，在單點(diǎn)錄取數據對比下，取其日12個(gè)數據的平均值 再進(jìn)行對比，通過(guò)28天的計量數據跟蹤對比，見(jiàn)表1。
從表1的檢測計量數據對比知，儀器檢測原油平均含水率為72.88%，人工檢測原油平均含水率為72.45%，二者含水率檢測差值為0.43%；儀器檢測累計日均產(chǎn)油量247.71t，人工檢測累計日均產(chǎn)油量248.32t，平均日差0.61t，相對*.25%；儀器檢測累計日均液量1006.25m3，流量計人工檢測日均液量1006.74m3，平均日差0.49m3，相對誤差為0.05%。三項計量數據平均誤差在0.5%以下。
應用結論
留二聯(lián)合站自1999年4月1日YSQF-I型原油含水含氣分析儀投入運行，到目前儀器儀表運行正常，達到了交接計量精度的要求。
(1)YSQF型原油含水含氣分析儀計量檢測比較準確，誤差較小，誤差值穩定。真實(shí)地反映出原油在集輸過(guò)程中的實(shí)際情況，實(shí)現了兩隊進(jìn)站原油含水率、含氣率、產(chǎn)液量、產(chǎn)油量、產(chǎn)水量、產(chǎn)氣量、油壓和油溫在線(xiàn)自動(dòng)連續檢測計量。
(2) 自動(dòng)化程度高，操作運行全自動(dòng)化，簡(jiǎn)易直觀(guān)?？啥〞r(shí)輸出日報表，可選擇在線(xiàn)顯示產(chǎn)油量、產(chǎn)水量、產(chǎn)液量、含水率、含氣率、油壓和油溫的瞬時(shí)、時(shí)、班、日、月和年的報表；可有選擇地在線(xiàn)顯示時(shí)、日、月的原油含水變化趨勢圖和產(chǎn)油量、產(chǎn)水量、產(chǎn)氣量、產(chǎn)液量的直方圖；測量數據儲存一年，可根據需要，查閱歷史記錄，并選擇地在打印機上輸出。自動(dòng)儲存，自動(dòng)打印，節省了大量的手工勞動(dòng)。
(3) 功能齊全，現場(chǎng)實(shí)用性強。具有超壓、超溫、含水率越限和打印機故障報警，關(guān)鍵參數密碼鎖定等多項功能，使用安全可靠，故障率低，很適用于中轉站、聯(lián)合站高低含水、中低含氣，高粘度原油集輸中的自動(dòng)計量檢測。
綜上所述，YSQF型原油含水含氣分析較好的實(shí)現了原油生產(chǎn)分隊交接計量，方便了原油生產(chǎn)管理，避免了人工計量檢測工作量大，計量誤差大的現象。同時(shí)利用連續在線(xiàn)自動(dòng)測量和利用網(wǎng)絡(luò )與計算機聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)，及時(shí)進(jìn)行油田區塊及油井原油生產(chǎn)變化的研究，指導下一步原油生產(chǎn)管理工作。這項原油計量新技術(shù)在華北油田及兄弟油田得到了廣泛推廣應用。
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